资源描述
八年级期末试卷测试卷附答案
一、选择题
1.函数中,自变量x的取值范围是( )
A.x≥0 B.x≥0且x≠1 C.x≠1 D.0≤x≤1
2.以下列各组线段为边作三角形,不能作出直角三角形的是( )
A.1,2, B.6,8,10 C.3,7,8 D.0.3,0.4,0.5
3.如图,四边形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,下列条件能证明四边形ABCD是平行四边形的有( )
①AB∥DC,AD∥BC;②AB=DC,AD=BC;③AO=CO,BO=DO;④AB∥DC,AD=BC;⑤AB∥DC,AB=CD;⑥∠BAD=∠BCD,∠ABC=∠ADC.
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
4.每年的4月23日为“世界读书日”,某学校为了鼓励学生多读书,开展了“书香校园”的活动.如图是该校某班班长统计的全班50名学生一学期课外图书的阅读量(单位本),则这50名学生图书阅读数量的中位数和平均数分别为( )
A.18,12 B.12,12 C.15,14.8 D.15,14.5
5.如图,正方形ABCD的边长为4,点M在AB上,且AM=1,N是BD上一动点,则AN+MN的最小值为( )
A.4 B. C.5 D.4
6.如图,将矩形ABCD沿对角线BD折叠,使点C落在F处,BF交AD于点E.若∠BDC=62°,则∠DEF的度数为( )
A.31° B.28° C.62° D.56°
7.如图,在中,对角线,相交于点,点是的中点,若,则的长为( )
A.16 B.18 C.20 D.22
8.如图,在平面直角坐标系中,矩形的顶点,点与坐标原点重合,动点从点出发,以每秒2个单位的速度沿的路线向终点运动,连接、,设点运动的时间为秒,的面积为,下列图像能表示与之间函数关系的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
9.当代数式有意义时,x应满足的条件_____.
10.若菱形的两条对角线的长分别为6和10,则菱形的面积为__________.
11.如图,一名滑雪运动员沿着坡比为的滑道,从A滑行至B,已知米,则这名滑雪运动员的高度下降了_______米.
12.如图,矩形ABCD被两条对角线分成四个小三角形,如果四个小三角形的周长的和是40厘米,矩形的周长是22厘米,则对角线AC的长为 ___厘米.
13.已知A(﹣2,2),B(2,3),若要在x轴上找一点P,使AP+BP最短,此时点P的坐标为_____
14.如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,若∠AOD=120°, AB=2,则BC的长为___________.
15.将正方形,,按如图所示方式放置,点,,,…和点,,,…分别在直线和轴上,则点的坐标是______,的纵坐标是______.
16.如图正方形 ABCD 中,E 是 BC 边的中点,将△ABE 沿 AE 对折至△AFE,延长 EF 交 CD 于 G,接 CF,AG.下列结论:① AE∥FC; ②∠EAG = 45°,且BE + DG = EG ;③ ;④ AD = 3DG ,正确是_______ (填序号).
三、解答题
17.计算
(1)
(2)
(3)
(4)
18.学校需要测量升旗杆的高度.同学们发现系在旗杆顶端的绳子垂到了地面,并多出了段,但这条绳子的长度未知.经测量,绳子多出的部分长度为2m,将绳子沿地面拉直,绳子底端距离旗杆底端6m(如图所示),求旗杆的高度.
19.如图,每个小正方形的边长都是1,△ABC的三个顶点分别在正方形网格的格点上.
(1)求AB,BC的长;
(2)判断△ABC的形状,并说明理由.
20.在△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,D为AB的中点,四边形BCED为平行四边形,DE,AC相交于F.连接DC,AE.
(1)试确定四边形ADCE的形状,并说明理由.
(2)若AB=16,AC=12,求四边形ADCE的面积.
(3)当△ABC满足什么条件时,四边形ADCE为正方形?请给予证明.
21.先阅读下列解答过程,然后再解答:
形如的化简,只要我们找到两个正数,使,,使得,,那么便有:
例如:化简
解:首先把化为,这里,由于,即:,,
所以。
问题:
① 填空:,;
② 化简:(请写出计算过程)
22.某超市以每千克40元的价格购进一种干果,计划以每千克60元的价格销售,为了让顾客得到实惠,现决定降价销售,已知这种干果销售量y(千克)与每千克降价x(元)(0<x<20)之间满足一次函数关系,其图象如图所示.
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)当每千克干果降价3元时,超市获利多少元?
23.问题发现:
(1)如图1,点A为线段BC外一动点,且BC=a,AB=b.填空:当点A位于CB延长线上时,线段AC的长可取得最大值,则最大值为 (用含a,b的式子表示);
尝试应用:
(2)如图2所示,△ABC和△ADE均为等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,M、N分别为AB、AD的中点,连接MN、CE.AD=5,AC=3.
①请写出MN与CE的数量关系,并说明理由.
②直接写出MN的最大值.
(3)如图3所示,△ABC为等边三角形,DA=6,DB=10,∠ADB=60°,M、N分别为BC、BD的中点,求MN长.
(4)若在第(3)中将“∠ADB=60°”这个条件删除,其他条件不变,请直接写出MN的取值范围.
24.已知:在平面直角坐标系中,点为坐标原点,直线交轴于点,交轴于点.
(1)如图1,求点的坐标;
(2)如图2,点为线段上一点,点为轴负半轴上一点,连接,,且,设点的横坐标为,的长为,求与之间的函数解析式(不要求写出自变量的取值范围);
(3)如图3,在(2)的条件下,过点作的垂线,分别交轴,于点,,过点作于点,连接,若平分的周长,求的值.
25.如图①,已知正方形ABCD的边长为3,点Q是AD边上的一个动点,点A关于直线BQ的对称点是点P,连接QP、DP、CP、BP,设AQ=x.
(1)BP+DP的最小值是_______,此时x的值是_______;
(2)如图②,若QP的延长线交CD边于点M,并且∠CPD=90°.
①求证:点M是CD的中点;②求x的值.
(3)若点Q是射线AD上的一个动点,请直接写出当△CDP为等腰三角形时x的值.
【参考答案】
一、选择题
1.B
解析:B
【分析】
根据分式和二次根式有意义的条件进行计算即可.
【详解】
解:由x≥0且x-1≠0得出x≥0且x≠1,
x的取值范围是x≥0且x≠1,
故选:B.
【点睛】
本题考查了函数自变量的取值范围问题,掌握分式和二次根式有意义的条件是解题的关键.
2.C
解析:C
【分析】
先求出两小边的平方和,再求出最大边的平方,看看是否相等即可.
【详解】
解:A、∵,
∴以1,2,为边的三角形是直角三角形,故本选项不符合题意;
B、∵62+82=36+64=100=102,
∴以6,8,10为边的三角形是直角三角形,故本选项不符合题意;
C、∵32+72=9+49=58≠82,
∴以3,7,8为边的三角形不是直角三角形,故本选项符合题意;
D、∵0.32+0.42=0.09+0,16=0.25=0.52,
∴以0.3,0.4,0.5为边的三角形是直角三角形,故本选项不符合题意;
故选:C.
【点评】
本题考查了勾股定理的逆定理,能熟记勾股定理的逆定理的内容是解此题的关键,注意:勾股定理的逆定理是:如果一个三角形的两边a、b的平方和等于第三边c的平方,那么这个三角形是直角三角形.
3.C
解析:C
【解析】
【分析】
由平行四边形的判定方法分别对各个条件进行判断即可.
【详解】
解:①∵AB∥DC,AD∥BC,
∴四边形ABCD是平行四边形;
②∵AB=DC,AD=BC,
∴四边形ABCD是平行四边形;
③∵AO=CO,BO=DO,
∴四边形ABCD是平行四边形;
④由AB∥DC,AD=BC,不能判定四边形ABCD是平行四边形;
⑤∵AB∥DC,AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形;
⑥∵∠BAD=∠BCD,∠ABC=∠ADC,
∴四边形ABCD是平行四边形;
能证明四边形ABCD是平行四边形的有5个,
故选:C.
【点睛】
此题考查的是平行线的判定定理,掌握平行线的判定定理是解题的关键.
4.C
解析:C
【解析】
【分析】
根据中位数和平均数的定义求解即可.
【详解】
解:由折线统计图知,第25、26个数据分别为12、18,
∴这50名学生图书阅读数量的中位数为 (本),
平均数为(本),
故选:C.
【点睛】
本题主要考查中位数和平均数,将一组数据按照从小到大(或从大到小)的顺序排列,如果数据的个数是奇数,则处于中间位置的数就是这组数据的中位数.如果这组数据的个数是偶数,则中间两个数据的平均数就是这组数据的中位数.平均数是指在一组数据中所有数据之和再除以数据的个数.它是反映数据集中趋势的一项指标.
5.C
解析:C
【分析】
连接AC,则直线AC即为BD的垂直平分线,点A与点C关于直线BD对称,连CM交BD于点N,则此时AN+MN的值最小,连接AN,根据垂直平分线的性质
可得AN=CN,从而得出AN+MN=CN+MN=CM,再根据勾股定理得出CM的长即可解决问题.
【详解】
解:在正方形ABCD中连接AC,则点A与点C是关于直线BD为对称轴的对称点,
∴连接MC交BD于点N,则此时AN+MN的值最小,
连接AN,
∵直线AC即为BD的垂直平分线,
∴AN=NC
∴AN+MN=CN+MN=CM,
∵四边形ABCD为正方形,AM=1
∴BC=4,BM=4-1=3,∠CBM=90°,
∴,
∴AN+MN的最小值是5.
故选:C.
【点睛】
本题考查了轴对称-最短路线问题,正方形的性质,勾股定理等知识点,此题的难点在于利用轴对称的方法确定满足条件的点N的位置.
6.D
解析:D
【解析】
【分析】
先利用互余计算出∠BDE=28°,再根据平行线的性质得∠CBD=∠BDE=28°,接着根据折叠的性质得∠FBD=∠CBD=28°,然后利用三角形外角性质计算∠DEF的度数,于是得到结论.
【详解】
解:∵四边形ABCD为矩形,
∴AD∥BC,∠ADC=90°,
∵,
∵AD∥BC,
∴∠CBD=∠BDE=28°,
∵矩形ABCD沿对角线BD折叠,
∴∠FBD=∠CBD=28°,
∴∠DEF=∠FBD+∠BDE=28°+28°=56°.
故选:D.
【点睛】
本题考查了矩形的性质,平行线和折叠的性质,综合运用以上性质是解题的关键.
7.A
解析:A
【解析】
【分析】
根据平行四边形的性质可得OB=OD,根据点 E 是 BC 的中点可得OE为△BCD的中位线,进而可得BC长.
【详解】
解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OB=OD,AB=CD,
∵E是BC的中点,
∴OE是△BCD的中位线,
∴CD=2EO,
∵EO=8,
∴CD=2EO=16,
∴AB=CD=16,
故选:A.
【点睛】
此题主要考查了平行四边形的性质,以及三角形中位线的性质,掌握平行四边形的性质,三角形中位线的性质是解题关键.
8.B
解析:B
【分析】
先根据矩形的性质得到OA=BC=6,OC=AB=4,再分三种情况:点P在OA、AB、BC边上时,分别求出函数解析式,即可得到图象.
【详解】
∵矩形的顶点,,
∴OA=BC=6,OC=AB=4,
当点P在OA边上即0≤t<3时,,
当点P在AB边上即3≤t<5时,,
当点P在BC边上即5≤t≤8时,,
故选:B .
【点睛】
此题考查函数图象,正确理解题意分段求出函数解析式是解题的关键.
二、填空题
9.x4且x≠±1
【解析】
【分析】
根据二次根式的被开方数是非负数、分母不为0列出不等式,解不等式得到答案.
【详解】
解:∵代数式有意义,
∴4﹣x≥0,x2﹣1≠0,
解得,x≤4且x≠±1,
故答案为:x≤4且x≠±1.
【点睛】
本题考查的是二次根式有意义的条件,掌握二次根式的被开方数是非负数、分母不为0是解题的关键.
10.30
【解析】
【分析】
因为菱形的对角线互相垂直,互相垂直的四边形的面积等于对角线乘积的一半.
【详解】
解:菱形的面积为:.
故答案为:30.
【点睛】
本题考查菱形的性质,关键知道菱形的对角线互相垂直,然后根据面积等于对角线乘积的一半求出结果.
11.A
解析:150
【解析】
【分析】
根据坡比的定义,得到AC和BC的关系,利用勾股定理求出AB和AC的关系,从而求解.
【详解】
如图,在中,
由题意可知,
∴,
∴,
∴米,
故答案为:150.
【点睛】
本题考查了坡度坡比的定义,利用勾股定理解直角三角形,解题的关键是掌握坡比的定义.
12.A
解析:5
【分析】
根据矩形性质得出OA=OB=OC=OD,AB=CD,AD=BC,求出8OA+2AB+2BC=40厘米和2AB+2BC=22厘米,求出OA,即可求出答案.
【详解】
解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD,AD=BC,AC=BD,AO=OC,OD=OB,
∴AO=OC=OD=OB,
∵矩形ABCD被两条对角线分成四个小三角形的周长的和是40厘米,
∴OA+OD+AD+OD+OC+CD+OC+OB+BC+OA+OB+AB=40厘米,
即8OA+2AB+2BC=40厘米,
∵矩形ABCD的周长是22厘米,
∴2AB+2BC=22厘米,
∴8OA=18厘米,
∴OA=2.25厘米,
即AC=BD=2OA=4.5厘米.
故答案为:4.5.
【点睛】
本题考查了矩形的性质的应用,注意:矩形的对边相等,矩形的对角线互相平分且相等.
13.A
解析:(-0.4,0)
【分析】
点A(-2,2)关于x轴对称的点A'(-2,-2),求得直线A'B的解析式,令y=0可求点P的横坐标.
【详解】
解:点A(-2,2)关于x轴对称的点A'(-2,-2),
设直线A'B的解析式为y=kx+b,
把A'(-2,-2),B(2,3)代入,可得
,解得 ,
∴直线A'B的解析式为y=x+,
令y=0,则0=x+,
解得x=-0.4,
∴点P的坐标为(-0.4,0),
故答案为(-0.4,0).
【点睛】
本题综合考查待定系数法求一次函数解析式,一次函数图象上点的坐标特征,两点之间线段最短等知识点.凡是涉及最短距离的问题,一般要考虑线段的性质定理,多数情况要作点关于某直线的对称点.
14.
【分析】
由条件可求得为等边三角形,则可求得的长,在中,由勾股定理可求得的长.
【详解】
,
,
四边形为矩形
,
为等边三角形,
,
,
在中,由勾股定理可求得.
故答案为:.
【点睛】
本题主要考查矩形的性质,掌握矩形的对角线相等且互相平分是解题的关键.
15.【分析】
先根据解析式求得的坐标,再根据正方形的性质求得的坐标,以相同的方法求得;,继而得到坐标的规律,据此求得的纵坐标
【详解】
当时,
四边形是正方形
当时,
四边形是
解析:
【分析】
先根据解析式求得的坐标,再根据正方形的性质求得的坐标,以相同的方法求得;,继而得到坐标的规律,据此求得的纵坐标
【详解】
当时,
四边形是正方形
当时,
四边形是正方形
,
同理可得:;
……
点的坐标为
,
故答案为:①②
【点睛】
本题考查了一次函数的性质,正方形性质,找到点坐标的规律是解题的关键.
16.①②④
【分析】
①根据折叠得△ABE≌△AFE,证明△EFC是等腰三角形,得到∠EFC=∠ECF,根据∠BEF=∠EFC+∠FEC,得出∠BEA=∠AEF=∠EFC=∠ECF,即可证明AE∥FC,
解析:①②④
【分析】
①根据折叠得△ABE≌△AFE,证明△EFC是等腰三角形,得到∠EFC=∠ECF,根据∠BEF=∠EFC+∠FEC,得出∠BEA=∠AEF=∠EFC=∠ECF,即可证明AE∥FC,故①正确;②根据四边形ABCD是正方形,且△ABE≌△AFE,证明Rt△AFG≌Rt△ADG,得出∠FAG=∠GAD,根据∠BAF+∠FAD=90°,推出∠EAF+∠FAG=45°,可得∠EAG=45°,根据全等得:BE=FE,DG=FG,即可得BE+DG=EF+GF=EG,故②正确;③先求出S△ECG,根据EF:FG=:=3:2,得出S△EFC:S△FCG=3:2,即S△EFC=,再根据SABCD=a2,得出S△CEF:S△ABCD=:,即S△CEF=SABCD,故③错误;④设正方形的边长为a,根据勾股定理得AE==,设DG=x,则CG=a-x,FG=x,EG=+x,再根据勾股定理求出x,即可得出结论,故④正确.
【详解】
解:①由折叠可得△ABE≌△AFE,
∴∠BEA=∠AEF,BE=EF,
∵E是BC中点,
∴BE=CE=EF,
∴△EFC是等腰三角形,
∴∠EFC=∠ECF,
∵∠BEF=∠EFC+∠FEC,
∴∠BEA=∠AEF=∠EFC=∠ECF,
∴AE∥FC,故①正确;
②∵四边形ABCD是正方形,且△ABE≌△AFE,
∴AB=AF=AD,∠B=∠D=∠AFG,
∴△AFG和△ADG是直角三角形,
∴在Rt△AFG和Rt△ADG中,
∴Rt△AFG≌Rt△ADG(HL),
∴∠FAG=∠GAD,
又∵∠BAF+∠FAD=90°,
∴2∠EAF+2∠FAG=90°,
即∠EAF+∠FAG=45°,
∴∠EAG=45°,
由全等得:BE=FE,DG=FG,
∴BE+DG=EF+GF=EG,故②正确;
③对于Rt△ECG,
S△ECG=×EC×CG=××=,
∵EF:FG=:=3:2,
则S△EFC:S△FCG=3:2,即S△EFC=,
又∵SABCD=a2,
则S△CEF:S△ABCD=:,即S△CEF=SABCD,故③错误;
④设正方形的边长为a,
∴AB=AD=AF=a,BE=EF==EC,
由勾股定理得AE==,
设DG=x,则CG=a-x,FG=x,
EG=+x,
∴EG2=EC2+CG2,即(+x)2=()2+(a-x)2,
解得x=,CG=,
即AD=3DG成立,故④正确.
【点睛】
本题考查了正方形的折叠问题,等腰三角形的判定和性质,平行线的判定,全等三角形的判定和性质,勾股定理,掌握这些知识点灵活运用是解题关键.
三、解答题
17.(1)1;(2);(3)0;(4).
【分析】
(1)先运用分母有理化化简,然后再计算即可;
(2)先运用二次根式的性质化简,然后再计算即可;
(3)先运用平方差公式计算,然后再化简即可;
(4)先
解析:(1)1;(2);(3)0;(4).
【分析】
(1)先运用分母有理化化简,然后再计算即可;
(2)先运用二次根式的性质化简,然后再计算即可;
(3)先运用平方差公式计算,然后再化简即可;
(4)先运用零次幂、二次根式的性质、完全平方公式化简,然后再计算即可.
【详解】
解:(1)
=
=
=4-3
=1;
(2)
=
=;
(3)
=5-7+2
=0;
(4)
=
=
=.
【点睛】
本题主要考查了二次根式的运算,掌握分母有理化、二次根式的性质成为解答本题的关键.
18.8m
【分析】
由题可知,旗杆,绳子与地面构成直角三角形,根据题中数据,用勾股定理即可解答.
【详解】
解:设旗杆的长度为xm,则绳子的长度为:(x+2)m,
在Rt△ABC中,由勾股定理得:x2+
解析:8m
【分析】
由题可知,旗杆,绳子与地面构成直角三角形,根据题中数据,用勾股定理即可解答.
【详解】
解:设旗杆的长度为xm,则绳子的长度为:(x+2)m,
在Rt△ABC中,由勾股定理得:x2+62=(x+2)2,
解得:x=8,
答:旗杆的高度为8m.
【点睛】
本题考查的是勾股定理的应用,根据题意得出直角三角形是解答此题的关键.
19.(1)AB=2,BC=,(2)△ABC是直角三角形,见解析.
【解析】
【分析】
(1)先利用勾股定理分别计算两边的长即可;
(2)利用勾股定理的逆定理得到三角形为直角三角形.
【详解】
解:(1)
解析:(1)AB=2,BC=,(2)△ABC是直角三角形,见解析.
【解析】
【分析】
(1)先利用勾股定理分别计算两边的长即可;
(2)利用勾股定理的逆定理得到三角形为直角三角形.
【详解】
解:(1)AB=,BC=,
(2)AC=5,
∵,
∴AB2+BC2=AC2,
∴△ABC是直角三角形.
【点睛】
此题考查了勾股定理和勾股定理的逆定理,熟练掌握勾股定理是解本题的关键.
20.(1)四边形ADCE是菱形,见解析;(2);(3)当AC=BC时,四边形ADCE为正方形,见解析.
【分析】
(1)先证明四边形ADCE为平行四边形,进而证明AC⊥DE,即可证明四边形ADCE为菱形
解析:(1)四边形ADCE是菱形,见解析;(2);(3)当AC=BC时,四边形ADCE为正方形,见解析.
【分析】
(1)先证明四边形ADCE为平行四边形,进而证明AC⊥DE,即可证明四边形ADCE为菱形;
(2)勾股定理求得BC=4,根据已知条件可得BC=DE,进而根据菱形的面积等于对角线乘积的一半进行求解即可;
(3)根据∠ADC=90°,D为AB的中点,即可得AC=BC.
【详解】
解:(1)四边形ADCE是菱形
理由:∵四边形BCED为平行四边形,
∴CE//BD,CE=BD,BC//DE,
∵D为AB的中点,
∴AD=BD
∴CE=AD
又∵CE//AD,
∴四边形ADCE为平行四边形
∵BC//DF,
∴∠AFD=∠ACB=90°,
即AC⊥DE,
∴四边形ADCE为菱形.
(2)在Rt△ABC中,
∵AB=16,AC=12,
∴BC=4
∵四边形BCED为平行四边形,
∴BC=DE,
∴DE=4
∴四边形ADCE的面积=AC·DE=
(3)当AC=BC时,四边形ADCE为正方形
证明:∵AC=BC,D为AB的中点,
∴CD⊥AB,即∠ADC=90°,
∴四边形ADCE为矩形
又∵BCED为平行四边形,
∴BC=DE
∴DE=AC
∴四边形ADCE为正方形.
【点睛】
本题考查了平行四边形的性质,菱形的判定,正方形的性质与判定,勾股定理,掌握以上四边形的性质与判定是解题的关键.
21.(1),;(2).
【解析】
【分析】
由条件对式子进行变形,利用完全平方公式对的形式化简后就可以得出结论了.
【详解】
解:(1)
;
(2)
【点睛】
本题考查了二次根式的化简
解析:(1),;(2).
【解析】
【分析】
由条件对式子进行变形,利用完全平方公式对的形式化简后就可以得出结论了.
【详解】
解:(1)
;
(2)
【点睛】
本题考查了二次根式的化简求值,涉及了配方法的运用和完全平方根式的运用及二次根式性质的运用.
22.(1)y=10x+100(0<x<20);(2)当每千克干果降价3元时,超市获利2210元
【分析】
(1)由待定系数法即可得到函数的解析式;
(2)根据(1)的解析式将x=3代入求出销售量,再根据
解析:(1)y=10x+100(0<x<20);(2)当每千克干果降价3元时,超市获利2210元
【分析】
(1)由待定系数法即可得到函数的解析式;
(2)根据(1)的解析式将x=3代入求出销售量,再根据每千克利润×销售量=总利润列式求解即可.
【详解】
解:(1)设y与x之间的函数关系式为:y=kx+b,
把(2,120)和(4,140)代入得,,
解得:,
∴y与x之间的函数关系式为:y=10x+100(0<x<20);
(2)根据题意得,销售量y=10×3+100=130,
(60-3-40)×130=2210(元),
答:当每千克干果降价3元时,超市获利2210元.
【点睛】
本题考查的是一次函数的应用,解题的关键是利用待定系数法求出y与x之间的函数关系式,此类题目主要考查学生分析、解决实际问题能力,又能较好的考查学生“用数学”的意识.
23.(1)a+b;(2)①EC=2MN,见解析;②MN的最大值为4;(3)MN=7;(4)2≤MN≤8
【分析】
(1)当点在的延长线上时,的值最大.
(2)①结论:.连接,再利用全等三角形的性质证明,
解析:(1)a+b;(2)①EC=2MN,见解析;②MN的最大值为4;(3)MN=7;(4)2≤MN≤8
【分析】
(1)当点在的延长线上时,的值最大.
(2)①结论:.连接,再利用全等三角形的性质证明,再利用三角形的中位线定理,可得结论.②根据,求出,,可得结论.
(3)如图3中,以为边向左作等边,连接,,过点作交的延长线于.证明,,求出可得结论.
(4)由(3)可知,,求出的取值范围,可得结论.
【详解】
解:(1),,
,
的最大值为,
故答案为:.
(2)①结论:.
理由:连接.
,
,
在和中,
,
,
,
,,
,
.
②,,
,,
,
,
,
的最大值为4.
(3)如图3中,以为边向左作等边,连接,,过点作交的延长线于.
,都是等边三角形,
,,,
,
在和中,
,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,,
,
,
.
(4)由(3)可知,,
,
,
.
【点睛】
本题属于三角形综合题,考查了等边三角形的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,三角形中位线定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.
24.(1)点的坐标为;(2);(3)12
【解析】
【分析】
(1)根据点A的坐标求出函数解析式,即可求解;
(2)过点作轴于点,可用t表示出点P的坐标,根据(1)可知,可知,设,根据,可得:,从而,即
解析:(1)点的坐标为;(2);(3)12
【解析】
【分析】
(1)根据点A的坐标求出函数解析式,即可求解;
(2)过点作轴于点,可用t表示出点P的坐标,根据(1)可知,可知,设,根据,可得:,从而,即可解答;
(3)作轴于点,延长至点,使,连接,,过点作的垂线交的延长线于点.由(2)可得:,可证,进而可证,可得,列出关于t的等式即可求解.
【详解】
解:(1)∵直线经过点,
∴,∴
∴当时,,
∴点的坐标为;
(2)如图1,过点作轴于点,
图1
∵点在直线上,点的横坐标为,
∴点的坐标为,
∴,
∵,,
∴∴
设,∵,∴
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)作轴于点,延长至点,使,连接,,过点作的垂线交的延长线于点.
图2
∵,
∴,
∵,
∴,
∴
∴,
∴,
∵轴,∴,
∵,,
∴
∵平分的周长,
∴,
∴,
∴
∴,
∴
∵,,
∴,
∴,
∴
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
【点睛】
本题是一次函数与几何综合题,在一次函数的背景下考查全等三角形的性质与判定等知识;构造合适的辅助线是解决本题的关键.
25.(1);;(2)①见详解;②x=1;(3)△CDP为等腰三角形时x的值为:或或.
【分析】
(1)BP+DP为点B到D两段折线的和.由两点间线段最短可知,连接DB,若P点落在BD上,此时和最短,且为
解析:(1);;(2)①见详解;②x=1;(3)△CDP为等腰三角形时x的值为:或或.
【分析】
(1)BP+DP为点B到D两段折线的和.由两点间线段最短可知,连接DB,若P点落在BD上,此时和最短,且为.考虑动点运动,这种情形是存在的,由AQ=x,则QD=3-x,PQ=x.又PDQ=45°,所以QD=PQ,即3-x=x.求解可得答案;
(2)由已知条件对称分析,AB=BP=BC,则∠BCP=∠BPC,由∠BPM=∠BCM=90°,可得∠MPC=∠MCP.那么若有MP=MD,则结论可证.再分析新条件∠CPD=90°,易得①结论.②求x的值,通常都是考虑勾股定理,选择直角三角形QDM,发现QM,DM,QD都可用x来表示,进而易得方程,求解即可.
(3)若△CDP为等腰三角形,则边CD比为改等腰三角形的一腰或者底边.又P点为A点关于QB的对称点,则AB=PB,以点B为圆心,以AB的长为半径画弧,则P点只能在弧AB上.若CD为腰,以点C为圆心,以CD的长为半径画弧,两弧交点即为使得△CDP为等腰三角形(CD为腰)的P点.若CD为底边,则作CD的垂直平分线,其与弧AC的交点即为使得△CDP为等腰三角形(CD为底)的P点.则如图所示共有三个P点,那么也共有3个Q点.作辅助线,利用直角三角形性质求之即可.
【详解】
解:(1)连接DB,若P点落在BD上,此时BP+DP最短,如图:
由题意,∵正方形ABCD的边长为3,
∴,
∴BP+DP的最小值是;
由折叠的性质,,则,
∵∠PDQ=45°,∠QPD=90°,
∴△QPD是等腰直角三角形,
∴,
∴,
解得:;
故答案为:;;
(2)如图所示:
①证明:在正方形ABCD中,有
AB=BC,∠A=∠BCD=90°.
∵P点为A点关于BQ的对称点,
∴AB=PB,∠A=∠QPB=90°,
∴PB=BC,∠BPM=∠BCM,
∴∠BPC=∠BCP,
∴∠MPC=∠MPB-∠CPB=∠MCB-∠PCB=∠MCP,
∴MP=MC.
在Rt△PDC中,
∵∠PDM=90°-∠PCM,
∠DPM=90°-∠MPC,
∴∠PDM=∠DPM,
∴MP=MD,
∴CM=MP=MD,即M为CD的中点.
②解:∵AQ=x,AD=3,
∴QD=3-x,PQ=x,CD=3.
在Rt△DPC中,
∵M为CD的中点,
∴DM=QM=CM=,
∴QM=PQ+PM=x+,
∴(x+)2=(3−x)2+()2,
解得:x=1.
(3)如图,以点B为圆心,以AB的长为半径画弧,以点C为圆心,以CD的长为半径画弧,两弧分别交于P1,P3.此时△CDP1,△CDP3都为以CD为腰的等腰三角形.作CD的垂直平分线交弧AC于点P2,此时△CDP2以CD为底的等腰三角形.
;
①讨论P1,如图作辅助线,连接BP1、CP1,作QP1⊥BP1交AD于Q,过点P1,作EF⊥AD于E,交BC于F.
∵△BCP1为等边三角形,正方形ABCD边长为3,
∴P1F=,P1E=.
在四边形ABP1Q中,
∵∠ABP1=30°,
∴∠AQP1=150°,
∴△QEP1为含30°的直角三角形,
∴QE=EP1=.
∵AE=,
∴x=AQ=AE-QE=.
②讨论P2,如图作辅助线,连接BP2,AP2,过点P2作QG⊥BP2,交AD于Q,连接BQ,过点P2作EF⊥CD于E,交AB于F.
∵EF垂直平分CD,
∴EF垂直平分AB,
∴AP2=BP2.
∵AB=BP2,
∴△ABP2为等边三角形.
在四边形ABP2Q中,
∵∠BAD=∠BP2Q=90°,∠ABP2=60°,
∴∠AQG=120°
∴∠EP2G=∠DQG=180°-120°=60°,
∴P2E=,
∴EG=,
∴DG=DE+GE=,
∴QD=,
∴x=AQ=3-QD=.
③对P3,如图作辅助线,连接BP1,CP1,BP3,CP3,过点P3作BP3⊥QP3,交AD的延长线于Q,连接BQ,过点P1,作EF⊥AD于E,此时P3在EF上,不妨记P3与F重合.
∵△BCP1为等边三角形,△BCP3为等边三角形,BC=3,
∴P1P3=,P1E=,
∴EF=.
在四边形ABP3Q中
∵∠ABF=∠ABC+∠CBP3=150°,
∴∠EQF=30°,
∴EQ=EF=.
∵AE=,
∴x=AQ=AE+QE=+.
综合上述,△CDP为等腰三角形时x的值为:或或.
【点睛】
本题第一问非常基础,难度较低.第二问因为动点的原因,思路不易找到,这里就需要做题时充分分析已知条件,尤其是新给出的条件.其中求边长是勾股定理的重要应用,是很重要的考点.第三问是一个难度非常高的题目,可以利用尺规作图的思想将满足要求的点P找全.另外求解各个Q点也是考察三角函数及勾股定理的综合应用,有着极高的难度.
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